關(guān)旭輝 李志峰

中國石油天然氣管道工程有限公司上海分公司

 

摘要：近年來(lái)，隨著(zhù)天然氣管道沿線(xiàn)城鄉經(jīng)濟發(fā)展，一些在規劃建設期處于低地區等級的管段變?yōu)楦叩貐^等級，發(fā)展成為高后果區。針對此類(lèi)地區等級升級型高后果區，從其所處地理位置、升級變化情況、風(fēng)險評估三個(gè)方面分析，總結出距城鎮中心較近、升級變化快、東西部差異大、風(fēng)險高等特點(diǎn)，提出地區等級升級型高后果區判斷方法及預防措施。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；地區等級升級；高后果區；識別；預防措施

 

隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，城市擴張和人口密度增加，天然氣管道地區等級升級時(shí)有發(fā)生。管道與原設計方案不匹配，一旦發(fā)生失效所帶來(lái)的后果將更加嚴重[1-3]。GB 50251―2015《輸氣管道工程設計規范》將輸氣管線(xiàn)通過(guò)的地區，按沿線(xiàn)居民戶(hù)數和(或)建筑物的密集程度，劃分為四個(gè)地區等級，由低地區等級變?yōu)楦叩貐^等級時(shí)即為地區等級升級。本文將發(fā)生地區等級升級演變?yōu)楦吆蠊麉^的區段概括為地區等級升級型高后果區。選取36處地區等級升級型高后果區，從高后果區所處位置、升級變化情況、風(fēng)險評估三個(gè)方面總結其相較于一般高后果區的不同特點(diǎn)，并根據這些特點(diǎn)提出定性判斷方法及預防措施。

1  數據來(lái)源

選取36處發(fā)生地區等級升級的高后果區，主要考慮以下四方面因素：①地理位置差異較大，管道敷設范圍分別位于西部，中部和東部；②地形地貌差異較大，包含山區，平原，水網(wǎng)區域等；③建設時(shí)間差異性，涉及西一線(xiàn)、西二線(xiàn)等不同建設時(shí)期；④管徑差異較大，管徑從DN1000到DN400不等。

2  特點(diǎn)分析

2.1  距城鎮中心較近

通過(guò)管道所處地理位置分析，從地圖上測量36處管道與最近的城市或鄉鎮中心的最小距離，統計結果如圖 1所示。距離最近的接近0 km，這種情況一般發(fā)生在城鎮處于狹長(cháng)地帶，管道從城鎮中間穿過(guò)；距離較遠的達到9 km。分析認為，城鎮規模越大，城鎮化程度較高，管道距離城鎮中心越遠；反之，城鎮規模越小，城鎮化程度較低，管道距離城鎮中心越近。正是管道距離城鎮中心較近情況下，城鎮后期發(fā)展影響管道周邊用地，導致發(fā)生地區等級升級。

圖 1 管道距城鎮中心距離

2.2  升級變化快

36處地區等級升級前后變化情況如圖 2所示，可以看出，大部分管道從建設時(shí)期二級地區升至四級地區，最多用十幾年時(shí)間。這主要由于新建管道未充分優(yōu)化路由和在役管道周邊土地利用缺乏有效規劃和管控。

圖 2 地區等級升級型高后果區升級變化分布圖

2.3  東西部差異大

36處高后果區所處東部、中部和西部分類(lèi)統計結果如圖 3所示。其中東部20例，中部14例，西部2例。東部經(jīng)濟發(fā)展水平高于中西部是造成該現象的主要原因。

2.4  風(fēng)險較高

對36處高后果區進(jìn)行定量風(fēng)險評價(jià)[4-5]，對管道事故發(fā)生頻率和后果進(jìn)行量化計算，計算結果與風(fēng)險標準相比較， 其中26處位于風(fēng)險可接受范圍， 10處位于風(fēng)險不可接受范圍，需采取更為嚴格的管控措施（圖 4）。

圖 4 某地區等級升級型高后果區風(fēng)險評價(jià)示意圖

3  判斷方法

從以上分析，可根據管道距離城鎮中心遠近及管道周?chē)�城鎮化速度兩個(gè)因素，來(lái)判斷是否為地區等級升級型高后果區。當管道所處位置距離城鎮中心較近且周?chē)�城鎮化發(fā)展速度較快，定性判斷為地區等級升級型高后果區。以某管道為例，該管道建設時(shí)期處在城鎮邊緣，地區等級為二級，距離城鎮中心3.2 km。管道周?chē)�建設用地年平均擴張0.66  km2，年均擴張率為3.12%，以同心圓形式向外側發(fā)展，使管道位于擴展邊緣，據此定性判斷該處為地區等級升級型高后果區。經(jīng)追蹤觀(guān)察其變化情況（圖 5），后期該區段地區等級由二級地區升級為四級地區，結果與真實(shí)情況符合。

圖 5 管道周邊不同階段狀況

4  預防措施

4.1  提前收集規劃信息

加強管道周邊地區規劃信息收集，及時(shí)掌握管道所經(jīng)過(guò)地區中長(cháng)期建設規劃，以便提前采取應對措施。將管道規劃納入地方中長(cháng)期發(fā)展規劃，為管道建設優(yōu)選路由和后期安全運行創(chuàng )造良好條件。

4.2  優(yōu)化路由選線(xiàn)

管道選線(xiàn)要結合地域特點(diǎn)，留足城市發(fā)展空間和管道保護空間。在設計階段即開(kāi)展高后果區識別與評價(jià)，同時(shí)預判是否會(huì )產(chǎn)生地區等級升級型高后果區。當地區發(fā)展規劃可能改變現有管道地區等級時(shí)，管道設計應根據規劃重新確定地區等級并采取相關(guān)防護措施，以控制可能產(chǎn)生的風(fēng)險。在施工階段因管道周邊環(huán)境改變導致新增高后果區時(shí)，應及時(shí)更新信息，對路由進(jìn)行優(yōu)化。

4.3  保障新建管道質(zhì)量

設計階段綜合考慮管道地區等級變化，適當增加管溝開(kāi)挖深度，減少彎頭彎管的使用，減少特殊焊口的數量。施工階段避免在高后果區管段內產(chǎn)生過(guò)多斷點(diǎn)，連頭口盡量留在普通段施工。提高水工保護設計標準，提高管道焊接質(zhì)量，提升管道本質(zhì)安全。

4.4  加強與政府部門(mén)協(xié)調

管道運營(yíng)期間應注意搜集當地發(fā)展規劃和建設信息，及時(shí)了解掌握管道周?chē)�環(huán)境改變，提前判斷是否存在地區等級升級型高后果區。當發(fā)現有可能造成新增高后果區時(shí)，第一時(shí)間與地方政府相關(guān)部門(mén)溝通協(xié)調，采取有效措施加以防范。

參考文獻：

[1]姚安林，周立國，汪龍，等. 天然氣長(cháng)輸管道地區等級升級管理與風(fēng)險評價(jià)[J]. 天然氣工業(yè)，2017，037(001)：124-130.

[2]單克，帥健. 地區等級升級的天然氣管道風(fēng)險管理研究[J]. 中國安全科學(xué)學(xué)報，2016， 26(11)：145-145.

[3]董紹華. 管道完整性管理體系與實(shí)踐 [M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2009.

[4]馮慶善，李保吉，錢(qián)昆，等. 基于完整性管理方案的管道完整性效能評價(jià)方法[J]. 油氣儲運，2013，032(004)：360-364.

[5]周亞薇，張振永，田姍姍. 地區等級升級后的天然氣管道定量風(fēng)險評價(jià)技術(shù)[J]. 天然氣工業(yè)，2018，038(002)：112-118.

 

作者簡(jiǎn)介：關(guān)旭輝，1993年生，2019年碩士畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）油氣井專(zhuān)業(yè)，現工作于中國石油天然氣管道工程有限公司上海分公司，線(xiàn)路設計工程師，從事管道風(fēng)險評估研究工作。聯(lián)系方式：15763944349，837284066@qq.com。